《电机学》教学大纲
《电机学》教学大纲
《电机学》教学大纲1 课程的基本描述课程名称：电机学Electric Machinery课程编号：0301D06W课程性质：学科基础课适用专业：电气工程及其自动化前导课程：高等数学、大学物理、电路、电磁场后续课程：电机控制技术、电机设计、电机测试技术、控制电机、特种电机、永磁电机设计等学科基础课2 教学定位2.1 能力培养目标通过本课程的学习主要培养学生（1）获得专业基础理论知识的学习能力和理解能力；（2）建立对工程问题进行理论分析的逻辑思维能力和建模解析能力；（3）进行工程试验的设计实施能力；（4）分析和解决工程问题的实践能力。
2.2 课程的主要特点电机是一种机电能量转换装置，它亦是电力系统，自动控制系统中的一个元件。
电机学课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课，本课程的教学内容既面向电机制造业，又强调电机的运行与应用，是电气类专业的学生必须掌握的专业知识，是学生下一步学习专业课的基础，也为今后从事专业工作打下坚实的基础。
2.3 教学定位本课程的先修课是“高等数学”，“大学物理”，“电路”，“电磁场”等，这些课程的学习，为本课程奠定数学基础和必需的电学知识。
本课程主要阐述电机的基本原理、分析方法和简单的工程问题。
通过本课程的学习，获得电机原理，电机基本理论和电机稳态分析等方面的知识和实验技能，为学生进行电机设计，电机控制，电机运行分析打下良好的专业理论基础。
3 知识点与学时分配3.1基础理论电机及电机学课程概述（学时：1学时）电机的历史、现状和发展（了解，核心）。
电机学课程的性质、学习方法（了解，核心）。
磁场中基本物理量、磁路的概念、磁路的基本定律（学时：1学时）磁场分析基本量，磁路的基本定律（理解，核心）。
磁性材料及其特性、简单磁路计算（学时：1学时）常用铁磁材料及其磁化特性（理解，核心）。
简单串联、并联磁路计算（理解，核心）。
交流磁路中的激磁电流和磁通、电磁感应定律（学时：1学时）交流磁路中激磁电流和磁通的波形对应关系（理解，核心）。
电机学
《电机学》教学大纲课程类别：专业核心课总学时：120学时总学分：4学分开课学期：第4学期适用专业：矿山机电先修课程：《电工学》、《电子技术》、《机械制图》。
一、课程的性质和任务课程性质：电机学是工科高等学校机电专业的核心课程，是研究电机学的一门专业课。
主要任务：通过本课程的学习，学生应获得电机学的基本理论、基本知识和基本技能，为学习后续课程和专业知识打下理论基础和实践基础，并具有将电机学知识应用于本专业和发展本专业的一定能力。
二、课时分配序号课题教学时数小计讲课实验机动一磁路及磁路计算 2 2二变压器 4 2 2 三变压器的基本原理 4 4四三相变压器和其他用途的变压器 4 4五异步电动机的构造及其基本作用原理 4 2 2 六交流电机的绕组及其磁势和电势 6 6七三相异步电动机的运行分析 6 6八电机的发热与冷却 2 2九三相异步电动机的起动、调速和制动 6 6十三相异步电动机的单相运行和单相异步电动机2 2十一同步电机的主要类型和构造 4 2 2 十二同步发电机的运行原理 6 6十三同步发电机的主要特性 6 6十四同步发电机的三相突然短路 4 4十五同步发电机的并联运行 6 6十六同步电动机 4 4十七直流电机的构造 6 4 2 十八直流发电机 6 6十九直流电动机8 8二十直流电机的换向 4 4二十一伺服电动机8 6 2 二十二测速发电机 4 4二十三自整角机 6 6二十四旋转变压器 4 4二十五步进电动机 4 4总计120 110 10 4 三、课程教学内容第一章磁路及磁路计算了解：磁场的基本知识、磁化曲线、铁磁材料的导磁性能重点：磁滞现象、磁路定律难点：磁路的计算第二章变压器了解：变压器的分类、构造、变压器的型号重点：变压器的基本作用原理难点：变压器的额定值第三章变压器的基本作用原理了解：变压器空载和负载时的向量图分析、标么值、变压器的外特性和电压调整率、效率和损耗重点：变压器的空载和短路试验、变压器的折算难点：变压器空载和负载的运行性能分析、电压平衡方程、等值电路第四章三相变压器和其他用途的变压器了解：自耦变压器、电焊变压器重点：电压互感器、电流互感器难点：三相变压器的磁路和连接组第五章异步电动机的构造及其基本作用原理了解：电机的铭牌数据、异步电机在船舶上的应用、异步电机的额定工作方式、温升和异步电机的星形/三角形接法重点：异步电机的定子、转子和气隙难点：异步电机的基本作用原理第六章交流电机的绕组及其磁势和电势了解：线圈节距的确定方法、定子槽的分配、两相和单相定子绕组、三相双层绕组重点：三相单层绕组的连接、单相脉振磁势、相电势中的谐波分量及其削弱方法难点：三相交流绕组的旋转磁势、基波磁场在交流绕组中感生的电势第七章三相异步电动机的运行分析了解：三相异步电动机的功率和转矩平衡方程、机械特性和运行稳定性分析、工作特性重点：电磁转矩、空载和短路实验难点：三相异步电动机的空载和负载等值电路第八章电机的发热与冷却了解：电机中常用的绝缘材料和容许温度、电机的过热故障分析重点：电机发热与冷却的一般规律难点：按发热条件确定电机的额定值第九章三相异步电动机的起动、调速和制动了解：三相异步电动机的起动性能分析重点：三相异步电动机的起动、调速和制动方法难点：改善起动性能的鼠笼式异步电动机第十章三相异步电动机的单相运行和单相异步电动机了解：单相异步电动机的机械特性重点：单相异步电动机的工作原理、起动方法难点：三相异步电动机单相运行性能分析第十一章同步电机的主要类型和构造了解：同步电机的铭牌数据和标么值、主要类型和结构、几种船用同步发电机简介重点：同步电机的定子、转子、阻尼绕组、两极模型难点：同步电机的激磁过程第十二章同步发电机的运行原理了解：隐极同步发电机的电压平衡方程、向量图和等值电路、凸极同步发电机的电压平衡方程和向量图重点：同步发电机的空载运行难点：对称负载时的电枢反应第十三章同步发电机的主要特性了解：同步发电机的外特性和调整特性、用磁势—电势向量图求电压变化率和额定激磁电流、转矩、功率平衡方程、效率特性重点：空载和短路特性、短路比难点：零功率因数负载特性第十四章同步发电机的三相突然短路了解：不考虑绕组电阻时的突然短路电流、三相突然短路电流的衰减及其时间常数重点：超导体磁链守恒原理、三相突然短路的主要电磁过程难点：超瞬变电抗和瞬变电抗第十五章同步发电机的并联运行了解：投入并联的条件和方法重点：并联运行同步发电机的功角特性、有功功率的调节、静态稳定性、无功功率的调节和V行特性难点：同步发电机与相近容量的电网并联运行第十六章同步电动机了解：同步电动机的等值电路、电压平衡方程和向量图、同步电动机的起动方法重点：反应式同步电动机、电机的可逆性原理、功角特性、机械特性难点：同步电动机的定子电流和功率因数第十七章直流电机的构造了解：直流电动机的基本作用原理、构造、铭牌数据、原理图和按激磁方式分类重点：直流电机空载时的磁场、直流电机绕组的感应电势难点：单叠绕组、单波绕组第十八章直流发电机了解：直流发电机的空载特性、电磁转矩、转矩平衡和功率平衡方程重点：直流发电机的自激、电枢反应难点：直流发电机的电压平衡、外特性和调整特性第十九章直流电动机机了解：直流电动机的电枢反应、电磁转矩、感应电势和电磁功率重点：直流电动机的主要特性难点：直流电动机的起动、调速和电磁制动第二十章直流电机的换向了解：产生火花的机械原因及排除方法重点：换向过程和换向火花、改善换向的措施难点：产生火花的电磁原因第二十一章伺服电动机了解：伺服电动机的作用与分类、交流伺服电动机的结构、控制方法和特性重点：直流伺服电动机的运行特性、动态特性与时间常数、控制方法难点：交流伺服电动机的工作原理第二十二章测速发电机了解：测速发电机的作用与分类、异步测速发电机的输出特性和主要技术指标重点：直流测速发电机的工作原理和输出特性、直流测速发电机的误差及其减小办法难点：交流测速发电机的工作原理第二十三章自整角机了解：力矩式自整角机、控制式自整角机、差动式自整角机重点：自整角机的用途、分类难点：接触式自整角机、无接触式自整角机第二十四章旋转变压器了解：旋转变压器的分类、结构特点、应用重点：线性旋转变压器难点：正余弦旋转变压器的工作原理第二十五章步进电动机了解：步进电动机的结构、作用和分类、主要性能指标重点：反应式步进电动机的特点难点：反应式步进电动机的工作原理四、课程教学的基本要求教学环节包括：课堂讲授及习题课、课外作业、考试考查等1、课堂讲授（1）教学方法采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，增加讨论课、答疑质疑等教学环节。
《电机学》教学大纲
《电机学》教学⼤纲《电机学》教学⼤纲英⽂名称：Electric machine学分：6.5学分学时：104学时（56+48）适⽤专业：电⽓⼯程及其⾃动化专业先修课程：⾼等数学，电路教学⽬的：本课程是电⽓⼯程及其⾃动化专业的技术基础课，是本专业学⽣学习专业课、从事本专业的⽣产实践和科研⼯作必不可少的理论基础。
通过本课程的学习，使学⽣了解变压器、异步电机、同步电机和直流电机的结构原理、参数确定和⼯作特性，能正确地分析、研究电机的各种运⾏状态，并能正确地选择和使⽤它们。
教学要求：本课程主要研究变压器、异步电机、同步电机和直流电机的基本理论。
教学侧重于电机的研究、分析和使⽤的⽅法，要求学⽣掌握电机的基本⽅程、相量图、等效电路，电机参数的测定和计算⽅法，电机特性的求取和分析，交流电机旋转磁场的形成和旋转磁动势的计算，使学⽣能顺利地学习后续的技术基础课和专业课。
教学内容：第⼀章绪论1. 概述电机学课程的性质和主要内容2. 电机学课程的学习⽅法在学习本课程时应注意的事项和学习本课程的⽅法基本要求：了解本课程的主要内容和性质，学习本课程的基本⽅法。
重点：了解学习本课程的基本⽅法。
难点：重视本课程的学习。
第⼆章变压器的基本作⽤原理与理论分析1. 电⼒变压器的基本结构和额定值电⼒变压器的基本结构和额定值2. 变压器的空载运⾏变压器空载运⾏时的电磁物理现象，电磁量的正⽅向，感应电动势、电压变⽐，励磁电流，励磁特性的电路模型，漏磁通与漏电抗，电路⽅程、等效电路和相量图3. 变压器负载运⾏变压器负载时的电磁物理现象，基本⽅程式，绕组归算，归算后的基本⽅程式、等效电路和相量图，近似等效电路和简化等效电路4. 标⼳值标⼳值的定义，基值，标⼳值的优点5. 等效电路参数的测定空载试验，短路试验6. 变压器的运⾏特性次级端电压的变化，变压器的效率基本要求：掌握变压器的基本原理，⽤变压器的基本⽅程式、等效电路和相量图分析变压器的基本特性。
《电机学》课程教学大纲
《电机学》课程教学大纲Electrical Machine Theory课程负责人：执笔人: 编写日期：一、课程基本信息1．课程编号：L082252．学分：4.5学分3．学时：72（理论56，实验16）4．适用专业：电气工程及其自动化二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程是本科电气工程及自动化专业的一门专业技术基础课，在培养计划中列为必修课程。
本课程的教学任务是使学生在学习《高等数学》、《大学物理》、《电磁场》和《电路》等课程的基础上，系统掌握变压器、直流电机、异步电机和同步电机的主要结构、基本电磁关系、分析方法、运行特性和实验方法。
通过对本课程的学习，使学生获得电机技术的必要基础理论、基本知识和基本技能，深刻领会各种电机中的物理现象和电磁关系，掌握各种电机的分析方法和数学模型，能熟练运用数学模型计算电机的性能和主要运行数据；掌握电机的基本实验方法和操作技能，为学习后续课程及从事本专业的工程技术工作和科研工作打下一定的基础。
三、课程教学内容与基本要求（一）绪论（4课时）主要内容：介绍本课程的性质、任务、教学内容、教学方法；教学进程；教学组织；实验要求；考核形式与基本要求；使用教材及参考书。
电机的分类、用途及研究电机常用的基本电磁定律和磁路基本定律。
1. 基本要求（1）理解磁场中的基本物理量、铁磁材料的特性。
（2）掌握基本电磁定律、磁路基本定律；了解交流磁路的特点。
2. 学时分配课堂教学4学时。
其中，课程介绍30分钟；介绍电机的分类、用途及磁场中的基本物理量、铁磁材料的特性；磁路基本定律、交流磁路的特点70分钟。
（二）直流电机（12课时）主要内容：直流电机的结构及电枢绕组，直流电机的磁场（重点与难点）；直流发电机的基本特性（重点）；直流电动机的基本特性（重点）。
1. 基本要求（1）了解直流电机的结构，换向器构成及其作用；了解电枢绕组基本特点，节距概念，单迭绕组的展开图和电路图。
（2）了解直流电机的励磁方式，空载磁场及电枢磁场，电枢反应；掌握感应电动势的产生过程，电机中的能量转换过程、感应电势及电磁转矩的计算方法。
《电机学》课程教学大纲
《电机学》课程教学大纲Electric Machinery适用专业：电气工程及其自动化执笔者：武惠芳刘慧娟编写日期：2002年3月14日一、课程的性质和目的课程性质：《电机学》是电气工程及其自动化专业的专业基础课。
主要任务：使学生掌握变压器、交流电机和直流电机的基本知识、基本理论、基本计算方法和一般运行分析问题，为后续专业课的学习打好必要的基础。
电机实验是本课程的重要教学环节，使学生掌握电机基本实验的原理和方法，初步掌握对电机进行一般操作的动手能力和对实验数据的分析能力。
二、课程教学内容《电机学》（I）必修课课程编号：学时：64 学分：4讲课学时：56 实验学时：8绪论（讲课2学时）绪论是学习一门课程的重要环节。
通过绪论的学习，首先要了解课程的主要内容和电机在国民经济各行各业中的作用，明确《电机学》课程在电气工程及其自动化专业中的地位，从而明确学习目的；其次要了解本课程的性质、任务、特点和电机理论的一般分析方法，克服畏难思想，转变学习方法；最后要对电机常用的电磁定律进行复习，并要求学生熟练掌握。
重点：本课程的性质、任务、特点和一般分析方法难点：常用的电磁定律在电机中的应用第一篇变压器（讲课18学时，实验4学时）第一章变压器的基本知识及结构（讲课2学时）本课程的特点之一是所研究的对象是一个实物，因此电机的理论分析的第一步除了分析电机的基本知识之外，同时要分析电机的结构。
通过本章学习，首先要掌握变压器的基本变压原理和熟悉变压器主要结构部件的名称、作用及材料；其次要熟悉变压器的铭牌并掌握额定值的含义和它们之间的关系。
重点：变压器的基本变压原理难点：三相变压器额定值的含义和关系关键：搞清楚三相变压器两种连接方式相、线电压和相、线电流的关系第二章变压器的基本原理（讲课10学时，实验2学时）本章是电机理论分析的第二步。
它通过对变压器运行时的电磁物理过程分析，找出各物理量的之间的关系，然后抽象为数学模型（方程式）、物理模型（等效电路）和相量模型（相量图）——方程式、等效电路和相量图是对同一物理过程的不同的表达形式，最后用这些模型去研究变压器的运行性能。
《电机学》教学大纲
《电机学》教学大纲一、课程编号本院电机学二、学时理论教学117学时，实践教学36学时三、前期课程高等数学、物理学、工程数学、电路、电磁场。
四、后续课程电力系统分析、发电厂电气工程、继电保护、高电压工程等专业课。
五、本门课的地位《电机学》是电气工程及其自动化等专业的一门主要技术基础课。
六、学习本课程的意义及达到的目的本课程以变压器、同步电机、异步电机和直流电机为研究对象。
本课程的特点是理论性强、概念多、与工程实际联系密切。
通过本课程的学习，使学生获得电机的基本理论知识、基本分析方法和基本实验技能，为进一步学习专业课程从事专业工作打下坚实的基础。
学习本课程后，应达到下列基本要求：1. 了解电机的基本结构，掌握其工作原理和运行特性，对电机有较系统和完整的认识。
对电机额定值具有明确的工程概念。
2. 掌握分析电机的基本方法，能正确建立电动势、磁动势、功率和转矩平衡方程式，能熟练运用复数运算、等效电路、相量图，掌握谐波分析、对称分量法等。
3. 正确理解电机中各个磁场的性质及它们之间的时间和空间关系。
深入理解电机参数的物理意义并了解其数量概念。
4. 学会操作和使用常用电机，掌握电机的基本实验方法，并能对测试结果进行分析。
七、教学要点1. 绪论（1）本课程的性质和任务。
（2）磁场磁路及其基本定律。
（3）铁磁材料的特性。
2. 变压器变压器是电力系统中的主要设备，熟练掌握变压器的基本原理、运行特性和分析方法。
（1）变压器的基本结构、额定值，变压器的功用。
（2）变压器运行原理以单相双绕组变压器为例·主磁通、漏磁通以及磁动势平衡的物理概念。
·变压器空载运行及其电磁关系。
·变压器的负载运行及其基本方程式。
·变压器的归算方法。
·变压器的等效电路、注意基本方程式、相量图和等效电路间的一致性。
·变压器运行性能的分析方法和计算。
·变压器参数的物理意义和测量方法。
《电机学》教学大纲
电机学课程教学大纲课程名称：电机学（Electric Machines）课程编号：CX201120A学分：6总学时：96(84+12)适用专业：电气工程及其自动化先修课程：高等数学、大学物理、电路一、课程的性质、目的与任务电机学是电力工程及其自动化等专业的一门重要技术基础课程。
通过本课程的学习，学生应掌握电机的基本理论、基本分析方法和基本实验技能。
为学习后续课程和从事专业工作打下坚实的基础。
本课程具有概念多、理论性强、与工程实际联系紧密的特点，因此学习本课程对培养学生具有科学的学习能力，以及使学生树立理论联系实际的工程观点等方面督有着重要的作用。
二、教学基本要求（一）绪论与磁路1. 了解磁路的概念、定律、简单计算。
2. 了解铁磁材料的特性（二）直流电机1.了解直流电机的工作原理、结构、用途、额定值。
2.了解直流电机的电枢绕组的构成、电枢反应。
3.掌握电枢感应电动势和电磁转矩的计算。
4.掌握直流电动机的基本理论、基本分析方法、机械特性及相应的计算。
了解直流电动机的工作特性。
5.理解直流电动机启动的特点和方法、调速原理和方法。
了解直流电动机的制动概念。
6.了解自励直流发电机的自励条件和过程。
了解直流发电机的基本理论和基本分析法。
了解直流发电机的励磁方式对其性能的影响。
7.知道换向的一些基本问题。
（三）变压器1．了解变压器的基本结构、用途、额定值。
2．掌握变压器空载、负载运行时的基本理论、基本分析方法、运行特性和相应计算。
3．理解三相变压器的磁路系统。
掌握单相、三相变压器的绕组联结法及联结组。
熟悉三次谐波激磁电流与三次谐波磁通的存在条件及对运行的影响。
4．理解并联运行条件。
掌握并联运行时负载分配的理论和相应计算。
5．掌握对称分量法、各序阻抗与各序等效电路、典型的不对称情况的计算。
6．知道瞬变过程的一般分析方法和过电流对变压器的影响。
7．了解三绕组变压器、自耦变压器、电流互感器、电压互感器的结构特点及其用途。
《电机学教学大纲》
《电机学》教学大纲（学分4 学时64）一、课程说明本课程是电气工程及其自动化专业一门重要的专业基础课，本课程是“电路分析”等基础课的后续课程，同时又为后续专业课的学习准备必要的基础知识。
本课程的理论性与实践性都很强，通过本课程学习，使学生掌握各种电机的基本结构、工作原理、分析方法及其主要特性；掌握电力拖动系统中电动机的起动、调速和制动方法及有关计算方法；合理地选择和使用电动机，为从事专业技术工作打下坚实的基础。
二、课程与培养方案中“毕业能力”的对应关系1. 能力4：具有运用与本专业相关的（包括电机学、电器学、电力系统分析、高电压技术、电力电子技术等）专门知识理论与实践知识解决问题的能力，了解本学科前沿和发展趋势；2. 能力7：具有综合运用所学科学理论和技术手段分析并解决电气工程实际问题的基本能力；3. 能力11：具有不断学习和适应电气工程发展的能力，对终身学习具有正确认识。
三、课程目标1. 学习电机学基础知识和基本理论知识，掌握常用电机的结构、工作原理分析方法和主要特性等基本知识；2. 学习电力拖动系统中电动机的起动、调速和制动方法及有关计算方法，具有合理地选择和使用电动机的能力；3. 了解电机发展历史，培养学生追求创新的态度和意识；4. 培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握电机的实验方法，获得实验技能的基本训练；5. 了解电机领域的前沿和发展动向。
四、教学内容、基本要求与学时分配五、其它教学环节本课程配有相应的实验课（单独设课）。
六、授课说明1. 开课学期：秋季。
2. 授课单位：电气工程学院。
3. 适用专业：电气工程及其自动化。
4. 先修课程：《电路理论》、《电磁场原理》、《大学物理》等。
七、教材和参考书1. 使用教材:孙建忠刘凤春主编. 电机与拖动(第2版). 机械工业出版社,20132. 主要参考书（1）刘凤春，孙建忠，牟宪民编著.电机与拖动MATLAB与仿真学习指导. 机械工业出版社,2009（2）Theodore Wildi. Electrical Machines, Drives, and Power System.(英文影印版). 科学出版社,2002《电机学实验》教学大纲（学分1.0 学时24）一、课程说明本课程是配合《电机学》课程而开设的，通过实验教学，加深电气工程学生对电机学基础知识和基本理论的进一步理解和巩固，是电气工程的专业课。
电机学教学大纲
《电机学》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称：Electrical Machinery Theory2、课程类别：专业基础课程3、课程学时：总学时128，4、先修课程：《高等数学》、《大学物理》、《电路原理》、《工程电磁场》二、课程的目的与任务电机学是电气工程与其自动化专业的一门重要的专业基础课。
从应用的角度出发，分析变压器、直流电机、异步电机和同步电机四类主要电机的基本结构、工作原理、电磁关系和运行特性。
通过本课程的学习使学生掌握电机的基本理论和基本分析方法，为掌握本专业和学习后续课程打下理论基础，并为今后工作中解决工程实际问题作好准备。
三、课程的基本要求掌握变压器的基本结构和工作原理、变压器的运行特性、分析方法；直流和交流电机的结构、工作原理、运行特性、分析方法；掌握机电能量转换原理。
达到电气工程及其自动化专业应具备有关电机基础知识、基本技能的要求。
四、教学内容、要求及学时分配(一)理论教学：44绪论 2学时内容：学习电机学的目的意义，常用的物理概念和定律重点：磁路的基本概念和基本定律难点：磁路的基本概念和基本定律第一篇变压器 8学时内容：变压器的基本结构，变压器的基本方程、等效电路、相量图、变压器的运行特性，三相变压器的磁路系统和联结组别，三相变压器空载电动势波形，变压器参数的测定,变压器的并联运行, 变压器的不对称运行，变压器的瞬变过程，三绕组变压器、自耦变压器、电压互感器和电流互感器。
重点：变压器的基本方程, 等效电路、相量图，变压器的运行特性，三相变压器的联结组别，变压器参数的测定,变压器的并联运行，自耦变压器。
难点：变压器的相量图，三相变压器的联结组别，三相变压器空载电动势波形，变压器的不对称运行。
第二篇交流电机的共同理论问题： 8学时内容：交流绕组的基本要求和分类；三相单层绕组和三相双层绕组；正弦分布磁场下绕组的电动势；非正弦分布磁场下电动势中的高次谐波及其削弱方法；单相绕组的脉振磁动势；三相电枢绕组产生的基波合成磁动势；三相电枢绕组合成磁动势的高次谐波；两相电枢绕组产生的磁动势重点：交流绕组中的感应电动势,单相绕组的脉振磁动势；三相绕组产生的基波合成磁动势；两相绕组产生的磁动势。
电机学 教学大纲
电机学一、课程说明课程编号： 090413Z10课程名称：电机学/Electric Machinery 课程类别：专业课学时/学分：80（10）/4先修课程：高等数学、大学物理、电路理论适用专业： 电气工程及其自动化、电气工程卓越工程师 教材、教学参考书：1.王秀和主编.《电机学》（第2版）.北京：机械工业出版社.2013年8月；2.李发海、朱东起主编.《电机学》（第5版）. 北京：科学出版社.2013年6月；3.曾令全、李书权主编.《电机学》.北京：机械工业出版社.2010年2月。
二、课程设置的目的意义电机学课程是为电气工程及其自动化专业设立的一门专业核心课程。
通过本课程的学习，可获得电机的基本理论、基本知识和基本实验技能。
为学习后续专业课程和从事专业工作打下坚实的基础。
本课程具有概念多、理论性强、与工程实际联系紧密的特点，因此学习本课程对培养学生具有科学的学习能力，以及使学生树立理论联系实际的工程观点等方面有着重要的作用。
1-初步设计说明书.docx三、课程的基本要求知识：1.对磁路的基本定律，常用铁磁材料的特性及交、直流磁路的计算有基本的了解；2.对变压器和三种电机（直流电机，感应电机和同步电机）的基本结构有一定认识；3.对变压器中的主磁场和漏磁场，三种电机中气隙磁场的性质和时空关系，有深入的理解；4.对变压器和三种电机的工作原理、正常稳态运行时的磁场分布、分析方法和运行性能，要牢固掌握。
能正确地建立电压方程和转矩方程，明确能量转换关系，对稳态参数要有清晰的物理概念，能熟练地运用等效电路和复数来计算对称稳态运行时的性能和运行数据；5.对三相感应电机的不对称运行和单相感应电机的分析方法、等效电路和运行特点，有基本了解；6.对同步电机的不对称运行和三相突然短路时的分析方法及相应的参数，有基本了解；7.熟练掌握电机的基本实验方法和操作技能，如电动机的起动，发电机的建压，主要运行特性和稳态参数的测定方法等，能对实验结果进行分析。
《电机学》课程教学大纲
《电机学》课程教学大纲课程编号：80110216，80110217课程名称：电机学（1）－（2）英文名称：Electric Machinery (1)－（2）总学时：96 讲课学时：96学分：6适用对象：电气工程及其自动化专业、农业电气化与自动化专业先修课程：《高等数学》、《大学物理》和《电路》一、课程性质、目的和任务《电机学》是电气工程学科的一门主要专业基础课程，理论性强且与工程实际联系紧密。
通过本课程的学习，应使学生掌握电机的基本理论、基本分析方法，为进一步学习专业课程和从事专业工作奠定坚实基础。
二、教学内容、方法及基本要求本课程以变压器、同步电机、异步电机、直流电机四种典型电机为学习对象。
（一）绪论部分了解本课程的性质和目的；认识电机在国民经济中的地位、作用及国内外发展概况；了解电机的主要分类和机电能量转换的基础知识；熟悉并巩固《电机学》中常用的基本电磁定律；掌握铁磁材料的基本特性。
（二）变压器部分1．了解变压器在电力系统中的应用；了解变压器的结构；掌握变压器的基本工作原理及分类；掌握变压器的额定值。
2．掌握变压器的基本电磁关系；掌握变压器的基本方程式、等值电路和相量图三种分析方法；掌握变压器参数的物理意义及测量方法；掌握标幺值的概念与计算；了解变压器运行性能的分析，掌握其计算方法。
3．掌握三相变压器的磁路系统；掌握三相变压器的电路系统——三相绕组的连接方法及联结组；掌握绕组连接方式和磁路系统对电动势波形的影响；了解三相变压器的不对称运行及对称分量法。
4．了解三绕组变压器的用途、结构特点、基本电磁关系、简化等值电路及其参数的物理意义和测定方法；了解自耦变压器的用途、结构特点，掌握其基本电磁关系、方程式和等值电路及容量关系；了解电流互感器和电压互感器的特点及使用方法。
5．掌握变压器的理想并联运行条件，掌握并联运行时的负荷分配关系。
6．了解变压器空载合闸、突然短路的瞬变过程及其影响。
（三）同步电机部分1．了解同步电机分类、基本工作原理及结构，掌握其励磁方式、额定值。
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《电机学》教学大纲一、课程编号：0501043二、课程名称：电机学（Electro Mechanics）三、学分、学时：2 5学分、32学时+12学时(课内实验)四、教学对象：五、开课单位：电气工程学院六、先修课程：数学、物理、电路七、课程性质、作用、教学目标（含知识、能力、素质的要求）：必修课；《电机学》是本专业的一门主要技术基础课，为了培养学生成为电工技术领域中的高级技术人才，电机学主要讲述变压器、异步电动机、直流电机等三类电机的结构，工作原理及其起动、调速、运行等方面的内容，通过本课程的学习,使学生获得电机的基本理论知识,基本分析方法和基本实验技能,为进一步学习专业课和从事专业工作打下坚实的基础。
八、教学内容与基本要求：第一章绪论了解课程的主要内容和电机在国民经济各行各业中的作用，明确《电机学》课程在电气工程及其自动化专业中的地位，从而明确学习目的；了解本课程的性质、任务、特点和电机理论的一般分析方法，了解电机的分类、主要作用；熟练掌握电机常用的电磁定律。
重点：电机常用的电磁定律；磁路和电路的类比；本课程的性质、一般分析方法难点：常用的电磁定律在电机中的应用第一篇变压器第二章变压器的基本作用原理与理论分析教学内容：变压器的主要类型，变压器的结构，变压器的额定值。
变压器的空载运行：电磁物理现象，参考方向，感应电动势，变比，励磁电流，漏抗，电路方程，等效电路，相量图。
变压器的负载运行：电磁物理现象，基本方程式，归算，等效电路，相量图，简化等效电路。
参数测定方法与计算：空载试验、短路试验。
变压器的运行性能：电压变化率、效率。
基本要求与教学目的：通过本章的学习，掌握变压器运行时各物理量之间的关系和变比的定义；熟悉空载电流的作用、大小、性质、波形和影响因素，知道变压器折算的目的、原则和方法，熟练掌握变压器的基本方程式组、等效电路和相量图；最后要掌握变压器空载实验、短路实验的目的、接线和方法，并会进行参数计算，了解标幺值的概念和变压器的运行特性。
重点：本章为变压器理论的核心，也是学生用电磁理论分析电机的起步阶段，其分析方法具有普遍性，因而本章内容基本上都属重点，它既是变压器的重点，也是整个电机学的重点。
必须熟练掌握。
相对来说，通过电动势平衡，磁动势平衡分析，绕组折算，推导出变压器的等效电路，这是变压器的理论基础，应重点掌握。
应掌握变压器的参数测量方法，了解电压调整率及变压器的效率。
难点：负载运行的电磁关系、磁动势平衡方程、折算第三章三相变压器及运行教学内容：三相变压器的磁路：三相变压器组与芯式三相变压器，三相变压器磁路结构的特点。
三相变压器的联接组。
三次谐波磁通及其电动势，绕组连接法及磁路对电动势波形的影响。
变压器并联运行。
变压器不对称运行。
自耦变压器，三绕组变压器，电压互感器，电流互感器。
变压器空载合闸，暂态短路及过电压。
基本要求与教学目的：本章研究三相变压器的特点。
通过本章的学习，首先要了解三相变压器芯式和组式两种磁路结构的特点，掌握变压器极性和连接组别的概念和测定方法，并能根据接线图画出相量图，判断组别号；其次要知道变压器并联运行的条件和某一条件不满足时的后果。
重点：三相变压器联接组、理想并联运行的条件难点：三相变压器联接组、变压器励磁电流波形及电动势波形第四章三相变压器的不对称运行及瞬变过程教学内容：对称分量法，各序电抗，Y,Yn连接的单相运行，突然短路，空载合闸基本要求与教学目的：掌握对称分量法，了解各序电抗，Y,Yn连接的单相运行，搞清楚突然短路，空载合闸的分析方法。
重点：对称分量法，空载合闸难点：零序阻抗及其等效电路，Y,Yn连接的单相运行第五章电力系统中的特种变压器教学内容：三绕组变压器：结构特点，等效电路自耦变压器电流互感器与电压互感器基本要求与教学目的：通过本章学习，主要熟悉三绕组变压器、自耦变压器和互感器的结构特点、参数特点和适用范围。
重点：三绕组变压器、自耦变压器和互感器的特点和适用范围难点：自耦变压器功率传输的特点第二篇交流电机的共同理论第六章交流电机的绕组及其电动势教学内容：旋转电机的基本作用原理，交流绕组的常用术语，绕组展开图，绕组的感应电动势，绕组系数，谐波电动势及其削弱基本要求与教学目的：交流电机的绕组及其电动势与磁动势是交流电机的公共理论部分。
通过本章及下一章的学习，首先要掌握交流电机的基本工作原理和特点，其次了解交流绕组的术语，认识展开图，懂得三相绕组空间对称的道理，掌握相电动势有效值公式，知道其中各物理量的物理意义，了解消除、削弱电动势高次谐波的方法；最后要掌握单相脉动磁动势和三相旋转磁动势的性质和特点，了解时、空相量和时、空相量图。
重点：交流电机的基本工作原理、相电动势公式难点：绕组的术语、各部分的电动势第七章交流电机的绕组及磁动势教学内容：单相绕组的磁动势，对称三相电流流过对称三相绕组的磁动势，不对称三相电流流过对称三相绕组的磁动势基本要求与教学目的：见上一章重点：脉振磁动势、三相旋转磁动势的特点，三相绕组磁动势的计算难点：三相旋转磁动势的特点，电机磁动势的时间、空间概念第八章电机的发热和冷却介绍电机中发热与冷却过程，要求学生了解电机中常用绝缘材料，了解电机额定容量及发热和冷却的基本概念第三篇异步电机第九章异步电动机的理论分析与工作特性教学内容：异步电机的基本结构，额定值异步电机的基本原理：基本工作原理，各种运行状态，转差率，主磁通与漏磁通三相异步电机的等效电路：转子静止的异步电机分析，转子转动的异步电机分析，基本方程与等效电路，相量图功率平衡，转矩平衡异步电动机的机械特性，最大转矩，稳定运行范围异步电机工作特性基本要求与教学目的：本章是异步电动机的重点内容。
本章分析可运用变压器的理论。
通过电动势平衡，磁动势平衡，频率的折算与转子绕组的折算，推导出异步电机的等效电路，相量图，这是异步电机的基本理论。
通过本章学习，首先要掌握异步电动机运行时内部的电磁关系，定、转子间的磁动势平衡关系，转子频率特点以及基本方程式；等效电路；其次要熟练掌握转矩特性、最大转矩及起动转矩的性质；最后能理解异步电动机工作特性。
重点：转差率，异步电动机运行时内部的电磁关系，基本方程式；等效电路，转矩特性难点：异步电动机运行时内部的电磁关系，频率折算第十章三相异步电动机的起动与调速教学内容：起动电流和起动转矩笼型异步电动机的起动：全压起动，降压起动，深槽转子异步电动机起动，双笼转子异步电动机起动绕组转子异步电动机的起动笼型转子异步电动机的调速绕组转子异步电动机的调速基本要求与教学目的：通过本章的学习，首先要掌握三相异步电动机的起动特点，了解三相异步电动机常用的起动方法；其次要了解深槽式或双鼠笼式异步电动机的工作原理；最后要掌握三相异步电动机的各种调速方法的基本原理、方法和特性。
重点：三相异步电动机的各种起动和调速方法的基本原理、特点难点：自耦变压器降压起动，变频调速第十一章单相异步电动机及异步电机的其它运行方式教学内容：三相异步电动机在不对称电压下运行单相异步电动机异步发电机基本要求与教学目的：重点讲述了单相异步电动机的分析法，类型及各类单相异步电动机的用途，性能，了解异步发电机的基本原理。
重点：单相异步电动机类型及各类单相异步电动机的用途难点：三相异步电动机在不对称电压下运行的分析方法第四篇直流电机第十六章直流发电机基本原理和电磁关系教学内容：直流电机的基本结构直流电机的绕组直流电机的电枢反应电枢绕组的感应电动势、电压、功率平衡方程基本要求与教学目的：本章重点为直流电机的工作原理。
要求掌握直流电机额定值，了解直流电机电枢绕组，理解直流电机电枢反应，掌握直流发电机与直流电动机电动势平衡方程。
电磁转矩平衡及公式。
掌握直流电机功率平衡。
重点：直流电机的基本工作原理难点：电枢反应，电枢绕组第十六章直流发电机和直流电动机教学内容：自励发电机的电压建立直流电动机的运行特性直流电动机的机械特性和工作特性电动机的起动方法、调速方法及制动方法直流电机换向的概念基本要求与教学目的：通过本章的学习，重点掌握自励直流发电机电压建立条件，直流电动机的机械特性，要求了解直流电动机的起动方法以及各种运行状态；掌握直流电动机的调速方法和特点，了解直流电机换向的概念。
重点：自励直流发电机电压建立条件，电动机的调速方法与特点难点：直流发电机空载电压建立的物理过程，九、实践性环节的内容、要求：（一）实验电机实验安排在电机课程内，开设6个实验：1 直流发电机实验2 直流电动机实验3 变压器空载及短路实验4 变压器联接组5 异步电动机空载、短路及负载试验6 异步电动机的起动调速试验（二）对电机学实验的改革构想：1 首先让学生在计算机上进行模拟实验，然后再正式做实验。
2 实验报告上机完成，改革传统的做实验报告的方法。
（三）选做的实验1 直流电动机调压调速实验2 变压器并联运行实验3 用示波器观察不同联接方法时变压器中的三次谐波电动势及电流4 异步电动机调频调速实验5 用示波器观察异步电机S—T曲线。
十、多媒体教学手段运用内容、要求及占用学时：多媒体形式教学贯穿教学始终，主要内容是：讲课要点（传统的板书）；动画演示，过渡过程分析；复习提示；学生自测等。
但多媒体仍只是教学的辅助手段，必须强调课堂讲解、演练。
十一、教材及参考书教材：胡虔生、胡敏强、杜炎生合编《电机学》，中国电力出版社（21世纪国家级重点教材）参考书：汪国梁主编《电机学》，机械工业出版社十二、考核方式：书面闭卷考试为主；随堂测验为辅十三、教学大纲说明：《电机学》历来是一门相当难教难学的课程，它公式多、概念多、符号多，特别是某些物理量既是空间函数，又是时间函数，对初学者来说比较困难。
加之课时较少，所以只能根据专业特点，把握基本概念和重点。
同时希望学生有较好的电路基础。
对电气工程及其自动化专业各方向学生，本课程的内容的重点是变压器、异步电动机。
从学习方法看，电磁关系、平衡方程、等效电路、相量图是电机学的学习重点。
难点是电磁关系，磁动势，旋转磁场。